Ključna razlika med rastlinami C3 in C4 je v tem, da rastline C3 tvorijo tri-ogljikovo spojino kot prvi stabilni produkt temne reakcije, medtem ko rastline C4 tvorijo štiri-ogljikovo spojino kot prvi stabilen produkt temne reakcije.
Fotosinteza je lahki postopek, ki ogljikov dioksid in vodo pretvori v energijsko bogate sladkorje v rastlinah, algah in cianobakterijah. Med svetlobno reakcijo fotosinteze pride do fotolize molekul vode. Kot rezultat fotolize vode se kisik sprošča kot stranski produkt. Po svetlobni reakciji se začne temna reakcija in sintetizira ogljikove hidrate s fiksiranjem ogljikovega dioksida. Kljub temu se kisik, ki nastane v svetlobni reakciji, lahko veže z glavnim encimom temne reakcije, ki je RuBP oksigenaza-karboksilaza (Rubisco), in izvede fotodihanje. Fotorespiracija je proces, ki zapravlja energijo in zmanjšuje sintezo ogljikovih hidratov. Da bi preprečili fotodihanje, obstajajo trije različni načini, kako pri rastlinah pride do temne reakcije, da se prepreči srečanje kisika z Rubiscom. Torej,Glede na način, kako poteka temna reakcija, obstajajo 3 vrste rastlin; in sicer rastline C3, rastline C4 in rastline CAM.
